随着化石燃料的迅速枯竭和环境污染问题的加剧，近年来先进可再生能源技术的发展已成为全球性的紧迫任务[[1], [2], [3], [4]]。目前，太阳能、潮汐能和生物质能等清洁能源已得到广泛应用，但这些能源都具有间歇性和不稳定性[[5], [6], [7]]。因此，建立安全可靠的储能机制对于确保可持续能源供应至关重要。其中，水基锌离子电池（AZIBs）因其低成本、固有安全性和高离子导电性而成为最有前景的储能系统之一[[8], [9], [10], [11]]。锌阳极还具有多种优势，如高理论容量（820 mA h g?1和5854 mA h cm?3）、合适的氧化还原电位（相对于标准氢电极为-0.76 V）以及丰富的自然资源[[12], [13], [14], [15]]。尽管锌阳极具有诸多优势，但其实际应用仍面临诸多挑战。首先，在锌的剥离/沉积过程中，电场分布不均以及二维（2D）扩散的失控会导致阳极表面形成枝晶，从而降低电池的库仑效率（CE）和循环寿命[[16], [17], [18]]。此外，大的枝晶可能穿透隔膜并与正极接触，引发电池短路，带来严重的安全隐患[[19], [20], [21]]。另外，锌阳极与电解液中的水/氧气之间的副反应也是AZIBs面临的主要问题。在整个pH范围内，Zn2+/Zn的平衡电位始终低于H2O/H2的电位，这意味着锌表面的析氢反应（HER）和腐蚀可能自发发生[[22], [23], [24]]。此外，电极表面不断积累的OH?会与电解液中的离子反应，生成不溶且不可逆的副产物（如结构松散的Zn4SO4(OH)6?xH2O），从而降低锌的剥离/沉积反应动力学[[25], [26], [27], [28]]。
近年来，人们采用了一系列策略来提高锌离子电池阳极的稳定性，包括构建3D结构[[29], [30], [31]]、表面涂层形成保护层[[32], [33], [34], [35]]、电解质工程[[36], [37], [38]]以及多功能隔膜[[39], [40], [41]]。特别是3D多孔结构增加了锌阳极的表面积，为Zn2+的传输提供了更多通道，并引导锌的均匀沉积，从而减少了阳极的体积变形[[42]]。例如，3D纳米沟槽锌界面[[43]]和3D棱柱状锌结构[[44]]可以显著抑制枝晶生长。尽管3D锌阳极具有诸多优势，但其问题也不容忽视：增加的比表面积可能成为析氢反应的活性位点，从而增加副反应的风险。表面涂层是一种有效的策略，可以直接将锌阳极与电解质隔离开来，抑制析氢反应（HER）。迄今为止，已经使用多种涂层材料（从聚合物[[45,46]]和金属化合物[[47]]到基于MOF/COF的材料[[48]]）来制备锌金属阳极的保护层。赵等人[[49]]通过表面涂层辅助的碘蚀刻技术制备了涂有FCTF层的3D多孔锌阳极，有效抑制了副反应并促进了锌的均匀沉积。因此，在锌金属上构建薄膜保护层可能是实现超稳定锌阳极的有希望的方法。
在本研究中，通过锌与FeCl3之间的氧化还原反应制备了涂有PVDF的3D多孔锌阳极（3D Zn@PF）。FeCl3蚀刻形成的3D多孔结构能够优先引导Zn2+离子在其框架内的均匀传输和迁移，有效抑制了锌阳极表面的无控制2D扩散，从而实现更均匀的电场分布。此外，高极性的PVDF涂层作为坚固的物理屏障，将锌阳极与电解质隔离开来，抑制了析氢反应和锌腐蚀等副反应。因此，得益于这些协同效应，图1显示3D Zn@PF保护层有效减轻了表面副反应并抑制了枝晶生长。该3D Zn@PF在对称电池中在1 mA cm?2?2?1?1
